嵌入式开发学习之--抢答器

Posted 2023-02-24

前言

  前一篇大致了解了什么是中断，中断需要配置的参数，再结合之前的按键输入，这一篇实战一下。

一、项目概况

1.1、项目需求

  两个按键，按下后蜂鸣器都会响；

  1号按键按下，led红灯长亮；2号按键按下，led蓝灯长亮；

  任意一个按键按下后，另一个按键按下将没有任何反应；也就是说led只会有一种颜色。

1.2、项目来源

  作者脑洞；

1.3、开发环境

  软件： keil5;

  硬件： 野火挑战者开发板。

1.4、项目意义

  可以用在很多娱乐活动中，也可以增加家庭娱乐气氛，也可以用来维持讨论时的纪律，工作的人应该都知道讨论问题尤其是要负责任的问题时，有多么吵。

二、开发步骤

2.1、涉及硬件电路

  电路图请参考之前按键检测试验，这里不放了。

2.2、项目代码

2.2.1、中断配置

  代码如下（示例）：

  exti.h

#ifndef __EXTI_H
#define	__EXTI_H

#include "stm32f4xx.h"

#define KEY1_INT_GPIO_PORT                GPIOA
#define KEY1_INT_GPIO_CLK                 RCC_AHB1Periph_GPIOA
#define KEY1_INT_GPIO_PIN                 GPIO_Pin_0
#define KEY1_INT_EXTI_PORTSOURCE          EXTI_PortSourceGPIOA
#define KEY1_INT_EXTI_PINSOURCE           EXTI_PinSource0
#define KEY1_INT_EXTI_LINE                EXTI_Line0
#define KEY1_INT_EXTI_IRQ                 EXTI0_IRQn

#define KEY1_IRQHandler                   EXTI0_IRQHandler

#define KEY2_INT_GPIO_PORT                GPIOC
#define KEY2_INT_GPIO_CLK                 RCC_AHB1Periph_GPIOC
#define KEY2_INT_GPIO_PIN                 GPIO_Pin_13
#define KEY2_INT_EXTI_PORTSOURCE          EXTI_PortSourceGPIOC
#define KEY2_INT_EXTI_PINSOURCE           EXTI_PinSource13
#define KEY2_INT_EXTI_LINE                EXTI_Line13
#define KEY2_INT_EXTI_IRQ                 EXTI15_10_IRQn

#define KEY2_IRQHandler                   EXTI15_10_IRQHandler
/*******************************************************/

void EXTI_Key_Config(void);

#endif /* __EXTI_H */

  exti.c

#include "exti.h"

static void NVIC_Configuration(void)

    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

    NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);  

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = KEY1_INT_EXTI_IRQ;

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);


    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = KEY2_INT_EXTI_IRQ;
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);


void EXTI_Key_Config(void)

    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; 
    EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;

    RCC_AHB1PeriphClockCmd(KEY1_INT_GPIO_CLK|KEY2_INT_GPIO_CLK ,ENABLE);  

    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_SYSCFG, ENABLE);

    NVIC_Configuration();

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = KEY1_INT_GPIO_PIN;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN;	    		

    GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;

    GPIO_Init(KEY1_INT_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure); 

    SYSCFG_EXTILineConfig(KEY1_INT_EXTI_PORTSOURCE,KEY1_INT_EXTI_PINSOURCE);

    EXTI_InitStructure.EXTI_Line = KEY1_INT_EXTI_LINE;

    EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;

    EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Rising;  

    EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;
    EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = KEY2_INT_GPIO_PIN;  

    GPIO_Init(KEY2_INT_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);      

    SYSCFG_EXTILineConfig(KEY2_INT_EXTI_PORTSOURCE,KEY2_INT_EXTI_PINSOURCE);

    EXTI_InitStructure.EXTI_Line = KEY2_INT_EXTI_LINE;
    EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;

    EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Rising;  
    EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;
    EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);

简单说一下，NVIC_Configuration（void）函数中定义了中断优先级以及初始化； EXTI_Key_Config(void)函数则是在按键输入的基础上又加了中断的一些配置，比如上升沿还是下降沿触发，触发的引脚是什么，宏定义中，注意外部中断用的是哪个，则后面的中断函数也需要用哪一个。

  app.c

#include "app.h"

enum Respond respond;

void app_init(void)

    respond = NOBODY;


uint8_t user_rank(void)

    if (respond==NOBODY) 
        respond=FIRST;
        return FIRST;
     else 
        return NOBODY;
    

  app.h

#ifndef __APP_H
#define __APP_H

#include "stm32f4xx.h"
#define NONE 0
#define GAIN 1

enum Respond
    NOBODY = 0,
    FIRST = 1
;

extern enum Respond respond;

void app_init(void);
uint8_t user_rank(void);

#endif

  app.c中做了一个user_rank函数，利用类似互斥锁的理论，来锁定哪一个先触发。

  stm32f4xx.c

void KEY1_IRQHandler(void)

    if(EXTI_GetITStatus(KEY1_INT_EXTI_LINE) != RESET) 
    
        if (user_rank() == FIRST) 
            LED_RED;
        
        EXTI_ClearITPendingBit(KEY1_INT_EXTI_LINE);     
      


void KEY2_IRQHandler(void)

    if (EXTI_GetITStatus(KEY2_INT_EXTI_LINE) != RESET) 
    
        if (user_rank() == FIRST) 
            LED_BLUE;
        
        EXTI_ClearITPendingBit(KEY2_INT_EXTI_LINE);     
    

  将中断函数放在stm32f4xx.c中，无论哪一个触发一次后，另一个按键将不会生效了。

#include "stm32f4xx.h"
#include "led.h"
#include "beep.h"
#include "key.h"
#include "exti.h"
#include "app.h"

void bsp_init(void)

    BEEP_GPIO_Config();
//  Key_GPIO_Config();
    LED_GPIO_Config();
    EXTI_Key_Config();


uint8_t key1_inspect()

    if (KEY1_READ==KEY_ON) 
        return KEY_ON;
     else if (KEY1_READ==KEY_OFF) 
        return KEY_OFF;
    


uint8_t key2_inspect()

    if (KEY2_READ == KEY_ON) 
        return KEY_ON;
     else if(KEY2_READ == KEY_OFF) 
        return KEY_OFF;
    


int main(void)

    uint8_t led_status;

    led_status=OFF;
    bsp_init();
    app_init();

    while (1) 
        if (key1_inspect() == KEY_ON) 
            BEEP_ON;			
            while (key1_inspect() == KEY_ON) 

            
            BEEP_OFF;	
        	
        
        if (key2_inspect() == KEY_ON) 
            BEEP_ON;			
            while (key1_inspect() == KEY_ON) 

            
            BEEP_OFF;	
        
    		

  main.c主要是按键按下后蜂鸣器的处理。

总结

  1、利用中断能节省资源，提高效率；

  2、能实现任务并行。

  3、在写上层逻辑中，要注意的是当多中断同时调用某一变量或者某一函数，最好加互斥锁，否则可能数据会出错。